Производството на полупроводници се потпира на широк спектар на гасови, кои можат да се категоризираат во три главни типа: рефус гасови, специјални гасови, и офорт гасови. Овие гасови мора да бидат со исклучително висока чистота за да се спречи контаминација, што може да го уништи деликатниот и сложен процес на производство.

Масовни гасови

Азот (N2):

Улога: N2 служи за повеќе намени, вклучително и комори за прочистување и обезбедување инертна атмосфера за време на различни фази од производството на полупроводници.
Дополнителни забелешки: Азот често се користи во транспортот и складирањето на силиконските наполитанки за да се минимизира оксидацијата. Неговата инертна природа гарантира дека не реагира со други материјали, што го прави идеален за одржување чисти средини за обработка.

Аргон (Ar):
Улога: Покрај неговата вклученост во процесите на плазма, аргонот е инструментален во процесите каде контролираните состави на гас се клучни.
Дополнителни забелешки: Бидејќи не реагира со повеќето материјали, аргонот се користи и за распрскување, што помага при таложење на метални или диелектрични филмови каде површините мора да се одржуваат без контаминација.

Хелиум (Тој):
Улога: Термичките својства на хелиумот го прават непроценлив за ладење и одржување на конзистентноста на температурата за време на реактивни процеси.
Дополнителни забелешки: Често се користи во високоенергетските ласерски системи за литографија поради неговата нереактивна природа и способноста да ја одржува оптичката патека без контаминација.

Водород (H2):
Улога: Покрај неговата примена при жарење, водородот помага и во чистењето на површината на наполитанките и може да биде вклучен во хемиски реакции за време на епитаксијата.
Дополнителни забелешки: Употребата на водород при таложење на тенки филмови овозможува поголема контрола врз концентрацијата на носачот во полупроводничките материјали, значително менувајќи ги нивните електрични својства.

Специјални гасови и допанти

Силан (SiH4):
Улога: Покрај тоа што е претходник за таложење на силикон, силинот може да се полимеризира во пасивирачки филм кој ги подобрува електронските карактеристики.
Дополнителни забелешки: Неговата реактивност бара внимателно ракување поради безбедносни проблеми, особено кога се меша со воздух или кислород.

Амонијак (NH3):
Улога: Покрај производството на нитридни филмови, амонијакот е значаен во производството на слоеви за пасивација кои ја зголемуваат доверливоста на полупроводничките уреди.
Дополнителни забелешки: Може да биде вклучен во процеси кои бараат инкорпорирање на азот во силикон, со што се подобруваат електронските својства.

Фосфин (PH3), Арсин (AsH3) и Диборан (B2H6):
Улога: Овие гасови не само што се од суштинско значење за допинг, туку се и критични за постигнување на саканите електрични својства кај напредните полупроводнички уреди.
Дополнителни забелешки: Нивната токсичност бара строги безбедносни протоколи и системи за мониторинг во средини за производство за да се ублажат опасностите.

Гасови за офорт и чистење

Флуоројаглероди (CF4, SF6):
Улога: Овие гасови се користат во процесите на суво офорт, кои нудат висока прецизност во споредба со методите на влажно офортување.
Дополнителни забелешки: CF4 и SF6 се значајни поради нивната способност ефикасно да оградуваат материјали засновани на силикон, што овозможува фина резолуција на шаблонот, критична во модерната микроелектроника.

Хлор (Cl2) и водород флуорид (HF):
Улога: хлорот обезбедува агресивни способности за офорт, особено за метали, додека HF е од клучно значење за отстранување на силициум диоксид.
Дополнителни забелешки: Комбинацијата на овие гасови овозможува ефективно отстранување на слојот за време на различни фази на изработка, обезбедувајќи чисти површини за следните чекори на обработка.

Азот трифлуорид (NF3):
Улога: NF3 е клучен за чистење на животната средина во CVD системите, реагирајќи со загадувачи за одржување на оптимални перформанси.
Дополнителни забелешки: И покрај загриженоста за неговиот потенцијал за стакленички гасови, ефикасноста на NF3 во чистењето го прави префериран избор во многу фабрики, иако неговата употреба бара внимателно размислување за животната средина.

Кислород (O2):
Улога: Процесите на оксидација олеснети со кислород може да создадат основни изолациски слоеви во полупроводничките структури.
Дополнителни забелешки: Улогата на кислородот во подобрувањето на оксидацијата на силициумот за да се формираат слоеви SiO2 е клучна за изолација и заштита на компонентите на колото.

Појавувачки гасови во производството на полупроводници

Покрај традиционалните гасови наведени погоре, другите гасови привлекуваат внимание во процесот на производство на полупроводници, вклучувајќи:

Јаглерод диоксид (CO2): Се користи во некои апликации за чистење и офорт, особено оние што вклучуваат напредни материјали.

Силикон диоксид (SiO2): Иако не е гас во стандардни услови, испаруваните форми на силициум диоксид се користат во одредени процеси на таложење.

Разгледувања за животната средина

Индустријата за полупроводници е сè повеќе фокусирана на намалување на влијанието врз животната средина поврзано со употребата на различни гасови, особено оние што се моќни гасови со ефект на стаклена градина. Ова доведе до развој на напредни системи за управување со гас и истражување на алтернативни гасови кои можат да обезбедат слични придобивки со помал еколошки отпечаток.

Заклучок

Гасовите што се користат во производството на полупроводници играат клучна улога во обезбедувањето на прецизноста и ефикасноста на процесите на производство. Како што напредува технологијата, индустријата за полупроводници континуирано се стреми кон подобрувања во чистотата и управувањето со гасот, а истовремено се справува со безбедносните и еколошките грижи поврзани со нивната употреба.